CoG van zweefvliegtuigen

Ooit heb ik allerlei zwever-vleugels zonder romp eraan gelanceerd om te kijken wat ze deden. Zonder uitzonderingen (okee vliegende vleugels waren er niet bij) gingen ze allemaal vóórover roteren. Als je denkt aan het liftprincipe volgens Newton is dat logisch.
Zet je die vleugel op een romp met stabilo, dan moet het stabilo dus negatieve lift genereren (Up!) om die voorover roterende tendens op te heffen.

(Het genoemde experiment was in mijn kinderjaren, nog hoegenaamd geen theoretische kennis maar wel meerdere vrijvliegende modelzwevertjes...)

 

Rick Schrijft in zijn laatste post 37;

Bij langzaam vliegen, liever gezegd, bij hoge liftcoëfficiënt zal ook het stabilo een positieve lift leveren, bij hoge snelheid, dus lage liftcoëfficiënt zal het negatieve lift leveren.

Het zou ook zo kunnen zijn dat bij lage snelheid de door de vleugels omlaag afgebogen luchtstroom het stabilo dusdanig omstroomt dat dit in combinatie met de ‘up’ stand van het hoogteroer ook dan een negatieve, omlaag gerichte kracht van het stabilo tot gevolg kan hebben. Lijkt mij vrij logisch overigens want dit is de reden dat de kist met een zodanige invalshoek kan vliegen dat, als van bovenstaande geen sprake was het veel vlakke profiel allang overtrokken was!

Anders is het natuurlijk als bij het ontwerp al van een dragend stabilo uitgegaan is. Dit onderscheidt zich veelal in een dragend profiel.

 

Die luchtstroom hoeft maar een graadje omlaag afgebogen te worden en hij komt het stabilo op een doorsnee zwever nooit meer tegen.
Na het eerder beschreven experiment geloof ik eigenlijk niet meer in dragende stabilo's.

 

De afbuiging vindt natuurlijk over een groter verticaal traject plaats met de grootste concentratie direct in lijn achter de vleugels. We zullen toch een beetje massa aan lucht af moeten buigen om lift te creëren.
Voor een T staart wordt het een ander verhaal daar zal het effect veel minder zijn.

 

Ja, het instelhoekverschil is heel anders als je één bepaald vliegtuig uitrust met een laagliggend stabilo, een echte kruisstaart, of een T-staart.
Ok dat kun je mbv. XFLR5 of FLZ-Vortex heel fraai simuleren.

 

Direct hieraan gekoppeld, (kunstvlucht)toestellen met symmetrisch profiel v.w.b. zowel vleugels als stabilo en zonder ‘mechanisch’ instelhoekverschil vliegen in werkelijkheid wel met een effectief instelhoekverschil zowel normaal als ‘inverted’, dit gegenereerd door deze omlaag afgebogen luchtstroom, ofwel downwash. Deze toestellen ontlenen daaraan hun stabiliteit als het ware.

 

Ja, er bestaan inderdaad acro-kisten met een symmetrisch vleugel- en stabilo-profiel, en geen instelhoekverschil (0 graden!!!).
Als je die een horizontale snelheid geeft op de grond (startbaan) zullen ze geen lift gaan genereren. TOTDAT ... er een tikkie up wordt gegeven. De staart gaat iets naar beneden, er ontstaat een invalshoek ongelijk aan nul, daardoor ontstaat er lift en een downwash achter de vleugel die het stalilo van boven aanblaast. In combinatie met een passend zwaartepunt kan dit gewoon en heel stabiel blijven vliegen.

 

Omdat in het verleden op RCUniverse een discussie plaats vond over wel of geen downwash heb ik het eens in beeld gebracht met behulp van mijn Taurus. Doordat dit toestel voorzien is van cruise control kan ik met constante snelheid vliegen met deze snelheid iets boven de overtreksnelheid. Ik moet hiervoor wel het hoogteroer volop ´up´ trimmen. De snelheid is dan iets boven 33 km/h, met 33 is het gebeurd met de koopman en zakt hij weg.

Als we de invalshoek meten blijkt deze 10 graden te zijn, iets lager dan de theoretisch maximale hoek voor het NACA2419 profiel voor deze ´niet oneindig lange´ vleugel.

Aan de vleugel zijn katoenen draden bevestigd, één stel bevestigd aan de tip van de vleugel het tweede stel kruist het stabilo halverwege de span.

De draden aan de tip vertonen de tip-vortex en de lijn die het toestel volgt in zijn omringende lucht. Het tweede stel passeert het stabilo in de lijn van de downwash.

Gaan we de luchtstroom over en onder het stabilo bekijken, volgen we de draden, dan zien we dat nog steeds een negatieve liftkracht wordt opgewekt, de twee draden worden n.l. ook weer afgebogen naar ´horizontaal´ door het hoogteroer.

Als je nagaat dat het stabilo een eenvoudige ´diamant shape´doorsnede heeft, dan zou het toestel nooit hebben kunnen vliegen onder deze hoek en zonder ´down wash´, het stabilo zou dan overtrokken zijn.

Ik heb veel meer foto´s van deze vlucht(en), zo, mocht er belangstelling zijn dan kan ik ze tonen.

Dit betreft nu een motortoestel maar hetzelfde verhaal gaat natuurlijk ook op voor een zweeftoestel maar is echter niet zo duidelijk in beeld te brengen omdat het lastig is om ´waarneembaar´ en gedurende langere tijd onder een grote invalshoek te vliegen.